Un equipo de Investigadores de la Universidad de Houston, en EEUU, descubre un nuevo método para capturar yodo, uno de los residuos nucleares más comunes y nocivos para la salud. Esta innovadora técnica es sencilla y barata de crear, permite la gestión de desechos radiactivos de una forma más segura y promete tener un amplio potencial de uso en diferentes áreas, como la fabricación de baterías o la eliminación de dióxido de carbono.
El manejo de los residuos nucleares es el mayor desafío al que se enfrenta la energía de fisión nuclear, considerada por una gran parte de la comunidad científica como el único método práctico capaz de generar electricidad a gran escala y de manera continuada sin emitir CO2.
Los isótopos radiactivos del yodo 131 y 132 son productos deshecho habituales de la energía de fisión nuclear. Son contaminantes volátiles y solubles en medios orgánicos y líquidos que dañan la pintura que se usa para recubrir el interior de los reactores nucleares y los recipientes de contención de residuos. Durante el accidente de Chernóbil fue uno de los productos emitidos más peligrosos junto al cesio-134 y 137, el estroncio-90 y el plutonio-239.
El nuevo estudio, publicado por el Cell Reports Physical Science, introduce unos novedosos cristales moleculares de captura de yodo de alto rendimiento. Estos diminutos cristales fueron creados a partir de sustancias químicas disponibles en el mercado, contienen átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Cada cristal es una estructura en forma de anillo con ocho piezas lineales que emanan de él, lo que ha llevado al equipo de investigación a apodarlo como El Pulpo.
Una solución reutilizable
Estos cristales no solo son capaces de capturar el yodo en soluciones acuosas y orgánicas, sino también en la interfaz entre ambas: «Este último punto es especialmente importante porque la captura de yodo en las interfaces podría evitar que el yodo alcance y dañe los recubrimientos de pintura utilizados en los reactores nucleares y los recipientes de contención de residuos», afirma en declaraciones para Phys.org, Ognjen Miljanic, catedrático de Química en la Universidad de Houston y uno de los autores del estudio.
Alexandra Robles, primera autora del estudio, trabajaba con los cristales en el laboratorio de Miljanic cuando hizo el descubrimiento. Su interés por encontrar una solución para los residuos nucleares le llevó a investigar el uso de cristales para capturar yodo, afirma el medio.
Este proceso no sólo preserva la integridad de los revestimientos de los reactores y mejora la contención, sino que además permite trasladar el yodo capturado de una zona a otra. Además, los cristales pueden reutilizarse gracias a su tecnología de captura y liberación: «La idea aquí es que lo capturas en un lugar donde es difícil de gestionar y luego lo liberas en un lugar donde es más fácil», comenta Miljanic.
Versátiles y baratos de fabricar
Los cristales moleculares «son bastante fáciles de fabricar y pueden producirse a gran escala a partir de materiales relativamente baratos sin ninguna atmósfera protectora especial», asegura Miljanic. El investigador calcula que estos cristales se pueden producir a un coste aproximado de un dólar por gramo en un laboratorio académico, algo que se reduciría considerablemente en un proceso industrial.
La versatilidad de estos pequeños cristales es amplia y va más allá de la captura de yodo. Miljanic y su equipo han utilizado algunos de ellos para capturar dióxido de carbono, lo que supondría un prometedor camino hacia nuevas tecnologias que ayuden a salvaguardar el medioambiente.
Además, las moléculas de El Pulpo están estrechamente relacionadas con las que se encuentran en los materiales utilizados para fabricar baterías de iones de litio, lo que también abre la puerta a otras oportunidades energéticas. «Se trata de un tipo de molécula sencilla que puede hacer todo tipo de cosas distintas dependiendo de cómo la integremos con el resto de cualquier sistema», explica Miljanic. «Así que también estamos persiguiendo todas esas aplicaciones». El siguiente paso, afirma el científico, será estudiar todos estos grandes potenciales en aplicaciones prácticas y comerciales.
La cuestión de los residuos nucleares
En la actualidad otros países están investigando diferentes vías para dar solución a los problemas de seguridad que plantea la energía nuclear. Suecia planea crear un depósito subterráneo, un gigantesco sistema de túneles de 60 kilómetros de largo que podría almacenar sus desechos radiactivos hasta 100.000 años.
Mientras que China, en su búsqueda de convertirse en la primera potencia energética para el año 2030, apuesta por el reciclaje nuclear y está invirtiendo en el desarrollo de un método para reutilizar el uranio de forma infinita.
Según un informe del año 2022 sobre Situación y gestión del combustible gastado y residuos radiactivos del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), más del 80% de todo el volumen de residuos radiactivos sólidos, a nivel mundial, se encuentra ya en fase de eliminación. Alrededor del 95% de los residuos radiactivos existentes son de baja radiactividad y menos del 1% son residuos de alta radiactividad.
